Transcript 第五章数控铣床程序编制

第五章
主编
周平 吴有恩
副主编 冯新红 揭晓 金黎明
第5章 数控铣床程序编制
数控铣床编程基础
数控铣床编程的基本方法
数控铣削加工综合举例
第5章 数控铣床程序编制
5.1
数控铣床编程基础
5.1.1 数控铣床的主要功能
点位控制功能
连续轮廓控制功能
刀具半径补偿功能
刀具长度补偿功能
比例及镜像加工功能
旋转功能子
程序调用功能
宏程序功能
第5章 数控铣床程序编制
5.1
数控铣床编程基础
5.1.2 数控铣床的加工工艺范围
数控铣床是用来加工工件的平面、，内外轮廓、孔、攻螺纹等工
序，并可通过两轴联动加工零件的平面轮廓，通过两轴半控制、
三轴或多轴联动来加工空间曲面零件。
配点位、直线数控装置——用同一刀具进行多道工序的直线切
削而且需要进行大余量重切削的工件或用同一刀具又有定位精
度要求的加工。
配轮廓数控装置——平面轮廓（特别是由圆弧和直线形成的形
状）的加工及立体曲面形状的铣削（凸轮、样板、冲模、压模、
铸模）。
第5章 数控铣床程序编制
5.1
数控铣床编程基础
5.1.2 数控铣削的工艺分析
提高零件结构工艺性的措施 ：
尽量统一零件轮廓内圆弧的有关尺寸
减少薄壁零件或薄板零件
保证基准统一原则
预防零件变形措施：
对于大面积的薄板零件，改进装夹方式，采用合适的加工顺
序和刀具。
采用适当的热处理方法。
粗、精加工分开及对称去除余量等措施来减小或消除变形的
影响。
第5章 数控铣床程序编制
5.2
数控铣床编程的基本方法
5.2.1
概述
数控铣床编程时应注意的问题
＊了解数控系统的功能及规格。不同的数控系统在编写数
控加工程序时，在格式及指令上是不完全相同的。
＊熟悉零件的加工工艺。
＊合理选择刀具、夹具及切削用量、切削液。
＊编程尽量使用子程序。
＊程序零点的选择要使数据计算的简单。
第5章 数控铣床程序编制
5.2
数控铣床编程的基本方法
5.2.2
回参考点控制指令
1.自动返回参考点（G28）
该指令可以使刀具以点位方式经中间点快速返回到参考点。
格式： G28 X_ Y_ Z_;
目的是防止返回参考点时干涉。
其中X_Y_Z_表示中间点的坐标，可以是绝对值也可以是增量值，取决于是
用G90还是G91。应注意：
①G28通常用于自动换刀，执行前取消各种刀补。
②G28程序段中不仅记忆移动指令坐标值，且记忆中间点的坐标值，直至
被新的G28中对应的坐标值替换。
G90 G00 X100.0 Y200.0 Z300.0;
G28 X400.0 Y500.0; （中间点是400.0,500.0）
G28 Z600.0; （中间点是400.0,500.0,600.0 ）
第5章 数控铣床程序编制
5.2
数控铣床编程的基本方法
2.自动从参考点返回（G29）
该指令可以使刀具从参考点出发，经过一个中间点到达由这个指令后面的
X_Y_Z_指定的坐标值位置。
该指令与G28成对使用，因为其中间点是由G28指定的。
格式： G29 X_ Y_ Z_;
其中X_Y_Z_由G90/G91决定是绝对值还是增量值。
若为增量值，是指到达点相对于G28中间点的增量值。使用G28之后，该指
令不是必须的，可以直接用G00定位有时更为方便。
3.返回参考点校验G27
利用这条指令可以检验刀具是否能够定位到参考点上。格式： G27
X_ Y_ Z_;
其中X_Y_Z_分别代表参考点在工件坐标系中的坐标值，刀具如能达到，
则相应轴的指示灯点亮。
①如不要求每次都执行该操作，应在指令前加“/”。
②如希望执行后程序停止，则程序段后加M00或M01。
③刀具补偿方式中，达到的是加上补偿量的位置，不能达到指定参考
点，指示灯不亮，应先取消刀补。
第5章 数控铣床程序编制
5.2
数控铣床程序编制的基本方法
5.2.3 刀具半径补偿功能(G40，G41，G42)
刀具半径补偿指令格式如下：
G17 G41(或G42) G00(或G01) X Y D
或G18 G41(或G42) G00(或G01) X Z D
或G19 G41(或G42) G00(或G01) Y Z D；Ｄ为刀补号地址
G40
为取消刀具半径补偿
Ｇ41刀具左补偿（顺铣）
Ｇ42刀具右补偿（逆铣）
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5.2
数控铣床程序编制的基本方法
5.2.3 刀具半径补偿 G40，G41，G42
按增量方式编程：
O0001
N10 G54 G91 G17 G00 M03
G17指定刀
补平面（XOY平面）
N20 G41 X20.0 Y10.0 D01
建立刀补
（刀补号为01）
N30 G01 Y40.0 F200
N40 X30.0
N50 Y-30.0
N60 X-40.0
N70 G00 G40 X-10.0 Y-20.0 M05 解除刀补
N80 M02
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5.2
数控铣床程序编制的基本方法
5.2.4 刀具长度补偿 G43，G44，G49
格式：G43(G44) Z H
其中： Z为补偿轴的终点值。根据补偿的实际需要，还可
以为X、Y等，但在程序中只能选一个。H为刀具长度偏移
量的存储器地址。和刀具半径补偿一样，长度补偿的偏置
存储器号有H00~H99共100个，偏移量用MDI方式输入，偏
移量与偏置号一一对应。偏置号H00一般不用，或对应的
偏移值设置为0。
使用G43指令时，实现正向偏置；用G44指令时，实现负向
偏置。
取消长度补偿指令格式：G49 Z(或X或Y)
实际上，它和指令G44/G43 Z H00的功能是一样的。G43、
G44、G49为模态指令，它们可以相互注销。
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5.2
数控铣床程序编制的基本方法
5.2.4 刀具长度补偿 G43，G44，G49
H01=-4.0（偏移值）
N10 G91 G00 X120.0 Y80.0 M03
S500；
N20 G43 Z-32.0 H01；
N30 G01 Z-21.0 F1000；
N40 G04 P2000；
N50 G00 Z21.0；
N60 X30.0 Y-50.0；
N70 G01 Z-41.0；
N80 G00 Z41.0；
N90 X50.0 Y30.0；
N100 G01 Z-25.0；
N110 G04 P2000；
N120 G00 Z57.0 H00；
N130 X-200.0 Y-60.0 M05 M03；
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5.2
数控铣床程序编制的基本方法
5.2.5 镜像功能指令G24，G25
格式：G24 X Y
Z
M98 P
G25 X Y Z
G24建立镜像，由指令坐标轴后的
坐标值指定镜像位置，G25指令取
消镜像。G24、G25为模态指令，
可相互取消，G25为缺省值。
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5.2
数控铣床程序编制的基本方法
5.2.5 镜像功能指令G24，G25
％0003
主程序
N10 G91 G17 M03；
N20 M98 P100；
加工①
N30 G24 X0； Y轴镜像，位置为X=0
N40 M98 P100；式
加工②
N50 G24 X0 Y0； X、Y轴镜像，位置为
（0，0）
N60 M98 P100；
加工③
N70 G25 X0；
取消Y轴镜像
N80 G24 Y0；
X轴镜像
N90 M98 P100；
加工④
N100 G25 Y0；
取消镜像
N110 M05；
N120 M30；
子程序（①的加工程序）：
％100
N200 G41 G00 X10.0 Y4.0 D01；
N210 Y1.0
N220 Z-98.0；
N230 G01 Z-7.0 F100；
N240 Y25.0；
N250 X10.0；
N260 G03 X10.0 Y-10.0 I10.0；
N270 G01 Y-10.0；
N280 X-25.0；
N290 G00 Z105.0；
N300 G40 X-5.0 Y-10.0；
N310 M99；
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5.2 数控铣床程序编制的基本方法
5.2.6 缩放功能指令G50、G51
格式：G51 X Y Z P
M98 P
G50
其中，G51中的X、Y、Z给出缩
放中心的坐标值，P后跟缩放倍
数。G51既可指定平面缩放，也
可指定空间缩放。G51指定缩放
例：如图所示的三角形ABC，
开，G50指定缩放关。G51、G50
顶 点 为 A(30，40)，B(70，40)，
为模态指令，可相互注销，G50
C(50，80)， 若 D(50，50) 为 中
为缺省值。
心，放大2倍，则缩放程序为
G51 X50 Y50 P2
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5.2 数控铣床程序编制的基本方法
5.2.6 旋转变换指令G68，G69
G68为坐标旋转功能指令，G69为取消坐标旋转功能指令。
在XY平面：
格式：G68 X Y P
G69；
其中：X、Y为XY平面内的旋转中心坐标，P为旋转角度，
单位是度，0P360.000°。其它平面内变换指令格式相同，
只要把坐标轴作相应的变更就可以。
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5.2
数控铣床程序编制的基本方法
5.2.6 旋转变换指令G68，G69 %1
主程序
N10 G90 G17 M03；
N20 M98 P100；
加工
N30 G68 X0 Y0 P45；
旋转45°
N40 M98 P100;
加工②
N50 G69；
取消旋转
N60 G68 X0 Y0 P90；
旋转则90°
M70 M98 P100；
加工③
N80 G69 M05 M30；
取消旋转
子程序（①的加工程序）
%100
N100 G90 G01 X20 Y0 F100；
N110 G02 X30 Y0 15；
N120 G03 X40 Y0 15；
N130 X20 Y0-10；
N140 G00 X0 Y0；
N150 M99；
第5章 数控铣床程序编制
5.3
数控铣削加工举例
例：如图所示为某企业生产的自动扶梯的链轮轮廓的示意简
图。链轮由24个齿均布，由局部放大图中可见，链轮的每一个齿
廓都由6个不同曲率半径的拐点相接而成。
第5章 数控铣床程序编制
5.3
数控铣削加工举例
工艺分析：在实际加工中，每铣一个齿后，将坐标系旋转一定的角度，再继
续铣削，降低了编程的工作量。为使程序简化，使用相对坐标指令G91来旋转
坐标系，可以省略每一齿调用子程序的编写。编程时，以加工一个齿形为基准，
一个齿形加工程序的终点作为下一齿形加工的起点，如此循环24次，完成链轮
的加工。使用ф10mm的硬质合金立铣刀进行加工。
数据计算：从图可以看出，用手工计算节点是不现实的，可以使用
AutoCAD绘制。在AutoCAD中使用偏移指令，将链轮正上方的一个齿的轮廓
线偏移一个刀具半径值5mm(这样可以不使用刀具半径补偿)，得到如图中双点
划线所示图形。标注各交点的坐标和各段圆弧半径，如图所示。
加工坐标原点：
X：链轮的圆心
Y：链轮的圆心
Z：链轮的下表面
第5章 数控铣床程序编制
5.3
数控铣削加工举例
加工程序：
O0063(主程序)
G54 G90 G00 X-75 Y450
M03 1500
M08
G00 Z5
G01 Z0 F100
G01 X-71.97 Y418.862
M98 P0163 L24
G00 Z100 M09
G69
G90 G00 X100 Y0
M05
M02
O0136(子程序)
G91 G68 R15
M98P1136
M99
O1136(子程序)
G90 G02 X-38.892 Y423.217 R425
X-26.725 Z404.722 R42.293
G03 X-16.119 Z385.965 R62.78
X16.119 Z385.965 R21.18
X26.725 Z404.722 R62.78
G02 X38.892 Y423.217 R42.293
M99
撰稿教师：周平